Prepreg Carbon Fiber، یا الیاف کربن پیش‌آغشته، یک نوع ماده کامپوزیت است که از الیاف کربن و رزین اپوکسی یا یک نوع رزین دیگر تشکیل شده است. “پیش‌آغشته” یعنی الیاف کربن قبل از استفاده با رزین آماده سازی شده‌اند.
فرآیند تولید:
در فرآیند تولید، الیاف کربن با رزین مخلوط شده و سپس این ماده پیش‌آغشته در دما و فشار بالا، عمدتاً توسط یک پرس گرم، به شکل نهایی خود فرم داده می‌شود. این فرآیند باعث می‌شود رزین به طور متناسب و یکنواخت در سراسر الیاف کربن پخش شود، که منجر به ایجاد یک ماده کامپوزیت با خصوصیات مکانیکی بسیار بالا می‌شود.
خصوصیات:
الیاف کربن پیش‌آغشته دارای خصوصیات بسیار خاصی هستند که آنها را برای کاربردهای خاصی مناسب می‌کند:
- قدرت و سبکی: الیاف کربن پیش‌آغشته بسیار قوی و سبک هستند، که باعث می‌شود برای کاربردهایی که نیاز به مواد با قدرت بالا و وزن کم دارند، مانند هواپیماها، خودروهای ریس و وسایل ورزشی، مناسب باشند.
- مقاومت در برابر حرارت: الیاف کربن پیش‌آغشته مقاومت خوبی در برابر حرارت دارند، که آنها را برای کاربردهایی که در آنها مقاومت در برابر حرارت مهم است، مانند قطعات موتور و قطعات هواپیما، مناسب می‌کند.
- مقاومت در برابر خوردگی: به دلیل ساختار کامپوزیتی آنها، الیاف کربن پیش‌آغشته مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند.
کاربردها:
الیاف کربن پیش‌آغشته در بسیاری از صنایع مانند هواپیماسازی و فضا، خودروسازی، ساخت وسایل ورزشی، و عملیات نظامی و دفاعی استفاده می‌شوند. علاوه بر این، آنها برای ساخت قطعات ماشین‌آلات، قایق‌ها، تجهیزات ورزشی و بسیاری دیگر از محصولات که نیاز به وزن کم و قدرت بالا دارند، استفاده می‌شوند.
فرآیند تولید الیاف کربن پیش‌آغشته (Prepreg Carbon Fiber)
- تهیه الیاف کربن: این فرآیند شروع می‌شود با تولید الیاف کربن از پلیمرهای پیش ساخته شده، معمولاً پلی‌آکریلونیتریل (PAN) یا PICH. این پلیمرها در یک فرآیند که شامل گرم کردن در دمای بالا (برای تبدیل کربن) و اکسیداسیون و گرافیتیزاسیون است، به الیاف کربن تبدیل می‌شوند.
- پیش‌آغشته کردن الیاف کربن با رزین: پس از تولید الیاف کربن، آنها با یک رزین، معمولاً اپوکسی، پیش‌آغشته می‌شوند. این فرآیند باعث می‌شود رزین به طور متناسب و یکنواخت در سراسر الیاف کربن پخش شود.
- کورینگ یا پرس گرم: پس از پیش‌آغشته کردن، ماده پیش‌آغشته در یک فر کورینگ یا پرس گرم قرار می‌گیرد. این فرآیند باعث سخت شدن رزین و ایجاد یک کامپوزیت الیاف کربن/رزین با خصوصیات مکانیکی بسیار بالا می‌شود.
- برش و شکل‌دهی: در این مرحله، ماده پیش‌آغشته به شکل مورد نیاز برش و شکل داده می‌شود. این می‌تواند شامل برش به شکل نوارها، ورقها یا اشکال دیگر باشد.
- شکل دادن: در این مرحله، قطعات نهایی به شکل دلخواه با استفاده از فرآیندهایی مانند حرارت دادن، ایجاد فرآیند خلا یا اعمال فرآیندهای مختلف قرار می‌گیرند تا خصوصیات نهایی مورد نیاز را ایجاد کنند.
هر یک از این مراحل می‌تواند بسته به نیازهای خاص تولید تنظیم شود.
